对污水处理中污泥减量化技术的研究

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1、对污水处理中污泥减量化技术的研究谭笑丙南石油大学化工学院610500摘要污泥是污水处理过程中产生的固体废物。随着污水处理事业的发展，污水处理厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，污泥的产生量也将会大幅度地增加。同时，污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的25%~65%,己成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。木文分析研究了实现污泥减量化的几种污水处理工艺，指出膜生物反应器和多孔微生物载体污水处理技术可以实现无剩余污泥排放的目标，为污水(污泥)处理技术人员提供参考。关键词污泥减量化膜生物反应器多孔微生物载体1.污泥减量化的污水处理工艺1.1臭氧-活性污泥处理

2、工艺臭氧是一种十分活泼的氧化剂，可与污泥中的化合物发生直接或间接反应，破坏细胞壁，释放出细胞质，同时也将不溶于水的大分子物质分解成溶于水的小分子片断。在常规活性污泥工艺中，增加1套臭氧处理装置，把部分回流污泥引入臭氧处理器中，污泥经过臭氧处理后再返回到曝气池中，达到污泥和污水双重处理的功效。此工艺可对多种污水进行无剩余污泥排放的处理，并且出水水质达标。在曝气池中也没有发现惰性有机固体的累积，只是污泥中Si、Al、Fe等无机物含量偏高。此外，污泥指数值(SVI)也比传统的活性污泥法正常得多。此方法可减少40%~60%的剩余污泥排放量，并且在臭氧量相同的条件下，高臭氧浓度间歇操作优于低

3、浓度连续操作。但是该工艺在实际应用中也存在以下不足:臭氧的氧化作用不具有选择性，能与其他一些还原性物质反应，降低了活性污泥的氧化效率，使一些难降解有机物随出水流出，从而使得出水中固体悬浮物(SS)的质量浓度稍高于传统的活性污泥工艺(CAS)；对氮、磷的去除效果不好；无污泥排放时，污泥中重金属含量比CAS高；耗氧量大，能耗高。1.2代谢解偶联剂-活性污泥处理工艺解耦联剂分为天然解耦联剂和人工合成解耦联剂2种。天然解耦联剂主要是棕色脂肪和其他组织中的解耦联蛋A，主要存在于高等动物线粒体中。人工合成解耦联剂通常为脂溶性小分子物质，如2,4-二硝基苯酚（DNP）、对-硝基苯酚（p-NP）、

4、五氯酚（PCP）和2,4,5-三氯苯酚（TCP），其作用机理是解耦联剂通过与H+的结合，降低细胞膜对H+的阻力，携带H+跨过细胞膜，使膜两侧的质子梯度降低。降低后的质子梯度不足于驱动ATP（三磷酸腺苷）合酶合成ATP，从而减少可氧化磷酸化作用所合成的ATP量，氧化过程中所产生的能量最终以热的形式被释放掉。在有机质子载体存在下人部分底物被氧化为二氧化碳,而不是用于生物合成，所以在解耦联活性污泥工艺中污泥产率很低。解耦联剂的优势是不需要对现有污水处理工艺作大的改进，只需增设投药装置即可。存在的问题冇：①所投加的药在较长吋间后由于微生物的驯化而被降解，从而失去解耦联的作用；②较高氧的利用

5、速度；③解耦联剂在污水处理方面的费用比较高；④由于大部分解耦联剂是人工合成的，因此解耦联剂在实际应用中存在着环境安全性问题。1.3生物膜法处理工艺生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中奋机物的方法。生物膜法是使微生物附着在载体表面上，污水在流经载体表面过程中，通过奋机营养物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进行分解，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖的方法。生物膜法具有微生物相多样化、生物的食物链长、处理能力大、净化功能强、剩余污泥产量少等优点，因此在污水处理厂得到比较多的砬用。但是，生物膜法也有一些不足，如需要较多的调料和支撑

6、结构，导致基建投资超过活性污泥法；出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散水中使处理水的澄清度降低；厌氧生物膜反应器启动需吋较长且处理水往往达不到排放标准等。2.无剩余污泥产生的污水处理技术2.1膜生物反应器（MBR）处理工艺无论在国内还是在国外，污泥处理基建费用占污水处理厂总基建费用的比例都很高。设想如果开发出不经沉淀直接可以排放的污水处理技术，处理工艺可以省去二沉池和剩余污泥处理设施，从而减少了污水处理厂的基建投资和占地面积，降低了剩余污泥处理的费用。一种理想的污水处理方法就是在去除废水中有机物的同时使产生的污泥也能降解，使处理水的悬浮物不经沉淀直接排放的浓度

7、低于相关的排放标准。在活性污泥理论中，污泥泥龄（θC）是指单位生物量在处理系统中的平均停留吋间。污泥的表观产率系数（Yobs）和污泥泥龄冇如下的关系：Ymax是污泥的最大产率系数，Kd是内源呼吸率。从式（1）可以看出污泥表观产率系数和污泥泥龄及内源呼吸率关系非常密切，且呈一定的反比关系，所以提高污泥的停留时间和内源呼吸率冇助于降低污泥的表观产率系数，膜生物反应器的开发与应用就是一个很好的例子。膜生物反应器是以膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物